JP3907099B2 - Optical glass - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスであって、比較的低い温度でプレスすることができる、屈伏点及び液相温度が比較的低い光学ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】
中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスはいくつか知られている。
例えば、特開平07−97234号公報にはP25、Na2O、Nb25及びWO3を所定量含む中高屈折率及び高分散特性を有する低融点光学ガラスが記載されている。この光学ガラスは、屈折率が1.69〜1.83、分散率が21〜32、屈伏点が570℃以下であると記載されている。しかるに、特開平07−97234号公報に記載された、屈折率が1.73以下の実施例を比較すると屈伏点Tsが520℃を越える特性となるものが多い。これはLi2O含有量が0〜0.5重量%であることに起因していると推測される。また、Li2Oが0〜0.5重量%の範囲であってもTsが520℃未満の実施例もある(実施例6、7、8)が、この場合、ガラス原料として高価なGeO2を使用している問題がある。これら実施例のガラスにおいてGeO2をフリ−にすると液相温度(以下、「LT」と記す場合がある)が900℃を越えてしまうという問題がある。これは、P25が32%以下であることに起因していると推測される。
【0003】
特開平05−270853号公報にはSiO2、B23、P25、Nb25及びNa2O+K2Oを所定量含む中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスが記載されている。この公報に記載のガラスにおいて、屈折率が1.64〜1.73である実施例に記載のガラスはいずれも液相温度が900℃を越えている。これは、P25含有量が32重量%以下であることに起因していると推測される。またこれらのガラスはTsも520℃を越えている。これはNa2Oが5重量%以下であることに起因していると推測される。
【0004】
特開昭52−132012号公報には、B23、P25及びNb25を所定量含む中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスが記載されている。この公報に記載の屈折率が1.64〜1.73である実施例に記載のガラスは、いずれもTsが520℃を越えている。これはNa2Oが5重量%以下であることに起因していると推測される。また、実施例2、3に記載のガラスを除いてLi2Oも含まれていないことも、Tsが520℃を越える原因と考えられる。Li2Oを0.5重量%越えて含んでいる実施例2及び3のガラスであってもTsは520℃を越え、液相温度も900℃を越える。これはP25が32重量%以下でNb25を30重量%を越えて含んでいることに起因していると推測される。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
ガラスのプレス成形は、ガラスの屈伏点温度Tsよりおよそ20〜60℃高い温度範囲で実施されるのが普通である。ガラスの屈伏点温度が520℃を超えると、プレス温度は少なくとも540℃以上となる。そのため、ガラスと成形型の成形面が反応する傾向が強まり、成形型の寿命を短くする原因となり、量産化には不適当である。
また、液相温度が高いと、ガラスの軟化点付近、すなわちプレス成形における成形温度付近での失透傾向も強くなる。
【0006】
さらに、リヒートプレスに用いるガラスプリフォームには、形状や重量についてバラツキがないことが要求される。そのため、熱間成形によりプリフォームを成形する場合、形状や重量にバラツキの生じにくい所定の粘性において成形が行われる。このため、成形に適した粘性を示す温度においてガラスが失透しにくいこと、すなわち、液相温度が成形に適した粘性を示す温度よりも低いことが必要である。このような観点から、液相温度は800〜900℃であることが必要である。
【0007】
しかるに、上述の先行技術に記載のガラスは、屈折率が1.64〜1.72の範囲にあり、かつアッベ数が29〜36の間にあるガラスでは、ほとんどが、ガラスの屈伏点温度が520℃を超え、かつ液相温度も900℃を越えるガラスである。プレス成形用のガラスでは、成形型の寿命及びガラスの失透傾向を考慮すると、屈伏点は520℃以下であり、かつ液相温度は比較的低く、特に900℃以下であることが好ましい。
【0008】
そこで、本発明の目的は、屈伏点が520℃以下であり、かつ液相温度が比較的低く、特に900℃以下である、中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラス、特に、屈折率が1.64〜1.72の範囲にあり、かつアッベ数が29〜36の間にある光学ガラスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明は以下の通りである。
[請求項1]
重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、WO3を0〜35%、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%含有し、かつ上記成分の合計が80%以上であり、さらにTiO 2 を0〜5%含有する光学ガラス。
[請求項2]
重量%で表示して、前記P25含有量が32%を超え40%以下、前記Li2O含有量が1〜4%、前記Na2O含有量が10〜19%、前記Nb25含有量が10%〜28%、前記B23含有量が1〜5%、前記K2O含有量が0〜8%、前記Na2O+K2O含有量が12〜22%であり、かつ上記成分の合計が80%以上である請求項1に記載の光学ガラス。
[請求項3]
前記Na2O含有量が12〜17%、前記Nb25含有量が15〜26%、前記K2O含有量が0〜4%、前記Na2O+K2O含有量が14〜19%、前記WO 3 含有量が0〜18%である請求項2に記載の光学ガラス。
[請求項4]
重量%で表示して、SiO2を0〜2%、Al23を0〜5%、ZnOを0〜15%、BaOを0〜12%、Sb23を0%以上1%未満、SnO2を0〜1%さらに含有し、かつ上記成分及び請求項1〜3のいずれか1項に記載の成分の合計が95%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学ガラス。
[請求項5]
重量%で表示して、Alを0〜3%、ZnOを0〜9%さらに含有し、かつ上記成分及び請求項1〜4のいずれか1項に記載の成分の合計が95重量%以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学ガラス。
[請求項6]
前記SiO2含有量が0〜1%である請求項4または5に記載の光学ガラス。
[請求項7]
前記SiO2含有量が0%以上0.5%未満、前記ZnO含有量が0〜5%であり、上記成分及び請求項1〜6のいずれか1項に記載の成分の合計が98%以上である請求項5または6に記載の光学ガラス。
[請求項8]
前記WO3 含有量が3〜15%である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学ガラス。
[請求項9]
重量%で表示して、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、Nb25を6〜30%、P2532%を超え45%以下、TiO 2 を0〜5%含有するリン酸塩ガラスであって、屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。
[請求項10]
重量%で表示して、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、Nb25を6〜30%、 2 5 を32%を超え45%以下、WO3を0〜35%、Al23を0〜5%、TiO2を0%以上5%以下含むリン酸塩ガラスであって、かつ屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。
[請求項11
重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、WO3を0〜35%、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、SiO2を0〜2%、Al23を0〜5%、TiO2を0%以上5%以下、ZnOを0〜15%、BaOを0〜12%、Sb23を0%以上1%未満、SnO2を0〜1%含有し、上記成分の含有量の合計が95%以上であり、かつ屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。
[請求項12
重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、TiO 2 を0〜5%含有し、かつ任意成分であるSiO2の含有量は2重量%以下であるリン酸ガラスであって、屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下、液相温度(LT)が900℃以下である光学ガラス。
[請求項13
重量%で表示して、MgOを0〜5%、CaOを0〜5%、SrOを0〜5%、La23を0〜3%、Y23を0〜3%、Gd23を0〜3%、ZrO2を0〜3%、As23を0%以上1%未満、Ta25を0〜3%、In23を0〜3%、TeO2を0〜3%、Bi23を0〜3%、GeO2を0〜1%さらに含有し、上記成分及び請求項1〜12のいずれか1項に記載の成分の合計が99%以上である請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学ガラス。
[請求項14
請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学ガラスよりなる光学部品。
[請求項15
精密プレス成形用である請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学ガラス。
[請求項16
請求項15の光学ガラスを、予備成形してなるガラスプリフォーム。
[請求項17
請求項16のガラスプリフォームを用いて、リヒートプレス成形により得られたガラス光学部品。
[請求項18
請求項1〜13及び15のいずれか1項に記載の光学ガラスをプレス成形してなる光学部品。
【0010】
以下、特にことわらない限り、屈折率はnd、アッベ数はνdを示す。また、Tsは屈伏点、LTは液相温度を示す。
本発明のガラスは、特開平07−97234号公報に記載のガラスと異なり、ガラス原料として高価なGeO2を事実上含有しない(含有しても1%以下である)にもかかわらず、Tsが520℃以下でありプレス温度を低くすることが可能である。さらに、本発明のガラスは、ガラスの液相温度も900℃以下であり、プレス成形前段階のプリフォ−ムを熱間で成形する際に脈理や揮発物の付着や形状不良を起こさないようにすることができる。
また、本発明のガラスは、特開平05−270853号公報に記載のガラスと異なり、P25を、32%を越えて含有させることにより液相温度を900℃以下とした。よってプレス成形前段階のプリフォ−ムを熱間で成形する際に脈理や揮発物の付着や形状不良を起こさないように成形することが可能である。さらに本発明のガラスは、Na2Oを、5重量%を越えて含有するため、Tsが520℃以下となり、プレスマシンのプレス温度を高くする必要が無く、プレスマシンに熱負荷がかからないという利点を有する。
さらに本発明のガラスは、特開昭52−132012号公報に記載のガラスと異なり、Na2Oを、5重量%を越えて含有し、Li2Oを0.5重量%越えて含有し、P25を、32重量%を越えて含有し、Nb25が30重量%以下であり、その結果、Tsが520℃以下で液相温度が900℃以下の精密プレス用ガラスに適したものとなった。
【0011】
本明細書において、「%」は特に断らない限り重量%を意味する。
また、酸化物は代表的な化学記号で表記し、例えばTi、Nb、W、Sb、Sn、Zr、As、Ta、In、Te、Geなどの酸化還元状態が変動した場合でも含まれるものとする。具体的には、例えばTiの一部が還元されて、TiO1.9になっている場合も含め、TiO2と表記する。
以下に、本発明のガラス、特に請求項1〜8に記載のガラスにおける各成分の限定理由について説明する。
25はガラス形成成分である。本発明のガラスにおいて、520℃以下の屈伏点、良好な耐失透性を得るためには、リン酸ガラスが好ましく、P25が45重量%以下のリン酸ガラスがより好ましく、P25が32重量%以上45重量%以下であるリン酸ガラスがさらにより好ましい。P25含有量が45重量%を越えると目的とする屈折率(1.64以上)が得られにくくなる。nd>1.66にする場合と化学的耐久性を考慮すると、P25含有量は好ましくは32重量%を超え、40重量%以下である。
【0012】
Li2Oは、Tsを下げる効果を持つ成分である。Li2O含有量が0.5重量%以下では目的とするTs≦520℃の特性が得られなくなる。Li2O含有量が6重量%を越えると目的とする液相温度900℃以下の特性が得られなくなる。Li2O含有量を1〜4重量%の範囲にするとTs≦510℃で液相温度≦860℃となり、製造上より好ましくなる。
【0013】
Na2OはTsを下げる効果を持つ成分である。Na2O含有量が5重量%以下では目的とするTs≦520℃の特性が得られなくなる。Na2O含有量が22重量%を越えると化学的耐久性が悪化する。Na2O含有量が10〜19重量%の範囲では化学的耐久性が良く、Ts≦510℃以下で、液相温度860℃以下のガラスが得られ好ましい。さらに、Na2O含有量が12〜17重量%の範囲では化学的耐久性が良く、Ts≦510℃以下で、液相温度840℃以下のガラスが得られより好ましい。
【0014】
Nb25はnd≧1.64、νd≦36の特性をガラスに与え得る成分である。Nb25含有量が6重量%未満では目的とする屈折率(nd≧1.64)と分散特性(νd≦36)が得られなくなる。Nb25含有量が30重量%を越えると液相温度が900℃を越えてしまう。Nb25含有量は、好ましくは10重量%〜28重量%であり、この範囲ではnd≧1.66でかつ液相温度≦860℃、Ts≦510℃となる。Nb25含有量は、さらに好ましくは15重量%〜26重量%の範囲であり、この範囲ではnd≧1.66でかつ液相温度≦840℃となる。
【0015】
23は、P25のガラス形成成分を補助して液相温度を下げる成分である。B23含有量が0.5重量%未満では液相温度が900℃を超えてしまう。B23含有量が10重量%を越えるとTs>520℃になってしまう。B23含有量は、好ましくは1重量%〜5重量%であり、この範囲では、Ts≦510℃でかつ液相温度≦860℃となる。
【0016】
WO3は、任意成分であるが35重量%以下の量で適量添加することにより、Ts≦520、液相温度(以下、「LT」と記す)≦900℃の特性を維持しながら、ndは1.64〜1.72、νdは36〜29の範囲内でnd、νdを容易に調整することができる。WO3含有量が35重量%を越えると着色が強くなる。WO3含有量は、好ましくは0〜18重量%の範囲である。この範囲では、着色しにくく、かつTs≦510℃、LT≦860℃の特性を維持しながら、nd1.65〜1.71及びνd35.5〜30の範囲でnd、νdを容易に調整することができる。WO3含有量は、さらに好ましくは3〜15重量%の範囲である。この範囲では、Ts≦510℃、LT≦840℃の特性を維持しながらnd1.66〜1.70及びνd35〜30の範囲でnd、νdを容易に調整することができる。
【0017】
2Oは、任意成分ではあるが14重量%以下の量を適量添加することによりTs≦520、LT≦900℃の特性を維持しながらnd1.64〜1.72及びνd36〜29の範囲でnd、νdを容易に調整することができる。K2O含有量が14重量%を越えると化学的耐久性が悪化する。K2O含有量は、好ましくは0〜8重量%である。この範囲では、化学的耐久性が良好であり、Ts≦510℃、LT≦860℃の特性を維持しながら、nd1.65〜1.71及びνd35.5〜30の範囲でnd、νdを容易に調整することができる。K2O含有量は、さらに好ましくは0〜4重量%の範囲である。この範囲では、Ts≦510℃、LT≦840℃の特性を維持しながらnd1.66〜1.70及びνd35〜30の範囲で、nd、νdを容易に調整することができる。
【0018】
Na2O+K2OはTsを下げる効果を持つ成分である。Na2O+K2O含有量が10重量%未満では目的とするTs≦520℃の特性が得られなくなる。Na2O+K2O含有量が24重量%を越えると化学的耐久性が悪化する。Na2O+K2O含有量が12〜22重量%の範囲では化学的耐久性が良好であり、Ts≦510℃以下で、液相温度860℃以下のガラスが得られる。特に、Na2O+K2O含有量が14〜19重量%の範囲では化学的耐久性が良好であり、Ts≦510℃以下で、液相温度840℃以下のガラスが得られる。
【0019】
SiO2は、任意成分で2重量%以下の量で適量添加することで、nd1.65〜1.71及びνd35.5〜30の範囲でnd、νdを容易に調整することができる。SiO2含有量が2重量%を越えるとTsが520℃を越える場合がある。またガラス着色を考慮してSiO2のルツボで溶融した場合、0〜0.5%未満の量がガラス内に混入することがある。よって、SiO2含有量を0〜0.5重量%未満とすることが好ましい。請求項7に記載の光学ガラスにおいてSiO2含有量を0〜0.4重量%以下とすることが望ましい。
【0020】
Al23は任意成分であり、5重量%以下の量で適量添加するとガラスの化学的耐久性が向上する。ただし5重量%を越えて添加するとガラス原料を溶解するときの溶解性が悪くなり、溶解温度が上昇する。その結果Ptルツボで溶解する場合はPtの混入量が増加し、着色の悪化等の問題が生じる傾向がある。Siルツボで溶解した場合もSiO2の混入量が増加しTsが520℃を越えることとなる。Al23含有量は好ましくは0〜3重量%の範囲である。
【0021】
TiO2は任意成分であり、8重量%未満の量で適量添加するとガラスの化学的耐久性が向上し、ndを上昇させ、νdを高分散にすることが可能である。ただしTiO2を8重量%以上添加すると着色が悪化する傾向がある。TiO2含有量は好ましくは0〜6重量%であり、さらに好ましくは0〜5重量%の範囲である。請求項7に記載の光学ガラスにおいて、TiO2含有量を0〜4.9重量%とすることがより好ましい。
【0022】
ZnOは任意成分であり、15重量%以下の量で適量添加するとガラスの化学的耐久性が向上し、Tsを下げる効果を持つ。ただし15重量%を越えて添加するとνd>36となる場合がある。ZnO含有量は好ましくは0〜9重量%で、さらに好ましくは0〜5重量%である。
【0023】
BaOは任意成分であり、12重量%以下の量で適量添加するとnd1.65〜1.71及びνd35.5〜30の範囲でnd、νdの調整が容易となる。ただし12重量%を越えて添加するとLTが900℃を越え好ましくない。BaO含有量は好ましくは0〜6重量%である。
【0024】
Sb23、As23は、任意成分であり、適量添加するとガラスの脱泡、清澄作用がある。またNb25、TiO2、WO3等の還元着色を抑制する効果を持つ。但し、Sb23は1重量%以上添加するとSb23そのものによる着色が強くなる。よってSb23含有量は0〜1重量%未満の範囲であることが適当である。また、As23も1重量%以上添加するとAs23そのものによる着色が強くなる。よってAs23の含有量は0〜1重量%未満の範囲であることが適当である。
【0025】
SnO2は任意成分であり、1重量%以下の量で適量添加するとガラスの脱泡、清澄作用がある。またNb25、TiO2、WO3等の還元着色を抑制する効果を持つ。しかし、SnO2は1重量%を越えて添加するとSnO2そのものによる着色が強くなる。よってSnO2含有量は0〜1重量%の範囲とすることが適当である。
【0026】
MgO、CaO、SrOは、任意成分で適量添加するとnd1.65〜1.71 νd35.5〜30の範囲でnd、νdの調整が容易となる。ただしそれぞれ5重量%を越えて添加するとLTが900℃を越えて好ましくない。MgO、CaO、SrOの含有量は、それぞれ好ましくは0〜3重量%である。
【0027】
La23、Y23、Gd23、ZrO2、Ta25、In23、TeO2、Bi23は、任意成分であり、それぞれ適量添加するとnd1.65〜1.71及びνd35.5〜30の範囲でnd、νdの調整が容易となる。ただしいずれも3重量%を越えて添加するとLTが900℃を越える。これらの成分の含有量はそれぞれ好ましくは0〜1重量%である。
【0028】
本願発明の光学ガラスは、安全性を考慮するとPbOを含まないことが好ましい。また、GeO2は高価であるため含まないか、含んでも0〜1重量%の範囲とすることが好ましい。
【0029】
請求項1及び2に記載のガラスにおいて、各請求項に記載の成分の合計は80%以上であるが、これは、屈折率1.64〜1.72、アッベ数29〜36の範囲において、液相温度が900℃以下、屈伏点が520℃以下の特性を得るために好ましいためである。
また、請求項4及び5に記載のガラスにおいて、各請求項に記載の成分の合計は95%以上であるが、これは、屈折率1.64〜1.72、アッベ数29〜36の範囲において、液相温度が900℃以下、屈伏点が520℃以下で、かつ着色、化学的耐久性が実用上問題ないガラスを提供するために好ましいためである。
【0030】
また、本発明の光学ガラスの液相温度(LT)は、通常900℃以下であるが、好ましくは860℃以下、より好ましくは840℃以下となるように上記各成分の含有量を調整することが望ましい。一方、屈伏点(Ts)は、通常520℃以下であるが、好ましくは510℃以下となるように上記各成分の含有量を調整することが望ましい。
【0031】
請求項9に記載のリン酸塩ガラスにおけるLi2O、Na2O、K2O、Na2O+K2O、Nb25の各成分の含有量の限定理由は上記請求項1〜8のガラスと同様である。P25を45%以下含有する理由も請求項1〜8のガラスと同様である。さらに、請求項9に記載のリン酸塩ガラスでは、屈折率が1.64〜1.72であり、アッベ数が29〜36であり、屈伏点が520℃以下である。光学用ガラスという観点からは、上記屈折率及びアッベ数を有する中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスであることが適当である。また、プレス成形用のガラスという観点から、成形型の寿命及びガラスの失透傾向を考慮すると、屈伏点は520℃以下である。このような屈折率及びアッベ数並びに屈伏点を有する光学ガラスは、請求項9に記載の各成分を請求項9に記載の範囲において含むガラスから適宜得ることができる。請求項9に記載のガラスにおいても、B23を0.5〜10重量%含むものが好ましく、TiO2を0〜4.9重量%含むものも好ましい。
【0032】
請求項10に記載のリン酸塩ガラスにおけるLi2O、Na2O、K2O、Na2O+K2O、Nb25、WO3、Al23、TiO2の各成分の含有量の限定理由は上記請求項1〜8のガラスと同様である。さらに、屈折率が1.64〜1.72であり、アッベ数が29〜36であり、屈伏点が520℃以下である。光学用ガラスという観点からは、上記屈折率及びアッベ数を有する中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスであることが適当である。また、プレス成形用のガラスという観点から、成形型の寿命及びガラスの失透傾向を考慮すると、屈伏点は520℃以下である。このような屈折率及びアッベ数並びに屈伏点を有する光学ガラスは、請求項10に記載の各成分を請求項10に記載の範囲において含むガラスから適宜得ることができる。
【0033】
請求項9及び10に記載のガラスでは、P25含有量は32%を超え45%以下である。その理由は、請求項1に記載の発明におけるP25含有量の限定理由と同様である。
【0034】
請求項11に記載のガラスにおける、P25、Li2O、Na2O、Nb25、B23、WO3、K2O、Na2O+K2O、SiO2、Al23、TiO2、ZnO、BaO、WO3、Sb23、SnO2、の各成分の含有量の限定理由は上記請求項1〜8のガラスと同様である。さらに、屈折率が1.64〜1.72であり、アッベ数が29〜36であり、屈伏点が520℃以下である。光学用ガラスという観点からは、上記屈折率及びアッベ数を有する中高屈折率及び高分散特性を有する光学ガラスであることが適当である。また、プレス成形用のガラスという観点から、成形型の寿命及びガラスの失透傾向を考慮すると、屈伏点は520℃以下である。このような屈折率及びアッベ数並びに屈伏点を有する光学ガラスは、請求項12に記載の各成分を請求項12に記載の範囲において含むガラスから適宜得ることができる。さらに、上記成分の含有量の合計が95%以上であるが、これは、屈折率1.64〜1.72、アッベ数29〜36の範囲において、液相温度が900℃以下、屈伏点が520℃以下の特性を得るために好ましいためである。
【0035】
さらに請求項12〜13に記載のガラスにおける各成分の限定理由は、上記請求項1〜8に記載の光学ガラスにおける各成分の限定理由と同様である。また請求項13に記載のガラスにおいて、各請求項に記載の成分の合計は99%以上であるが、これは、屈折率1.64〜1.72、アッベ数29〜36の範囲において、液相温度が900℃以下、屈伏点が520℃以下の特性を得るために好ましいためである。なお、請求項1〜13に記載の光学ガラスとしては、P25、Li2O、Na2O、Nb25、B23、WO3、Al23、TiO2、ZnO、Sb23の合計含有量が95重量%以上のものがいっそう好ましく、99重量%以上のものがさらに好ましく、100重量%のものが特に好ましい。
【0036】
このような本発明の光学ガラスは、常法により原料化合物を調合し、溶解、清澄、撹拌、均一化することにより製造することができる。
本発明はまた、前述の本発明の光学ガラスからなる精密プレス成形用素材、該光学ガラスからなる光学部品および上記精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られた光学部品をも提供するものである。
なお、本発明の精密プレス成形用素材は、上記本発明の光学ガラスよりなることを特徴とするものである。
【0037】
ここで精密プレス成形とは、プレス成形によって光学機能面が形成されるプレス成形を意味し、精密プレス成形用素材とは、精密プレス成形時に使用される被成形ガラス素材を意味する。
精密プレス成形の1例としては、まず、1000℃〜1200℃の粘性0.1〜5dPa・s程度で溶融→攪拌→清澄→均一化された溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型(一般にはプレス成形型とは異なる。)で受け、球状、楕円球状等のプリフォームと呼ばれる精密プレス成形用素材を作製し、このプリフォームを再加熱して、上型下型で加圧成形する。この際、成形品の形状等に鑑み、適宜、胴型を併せて使用することもできる。
プリフォームとしては、冷間成形又は溶融ガラスを熱間成形により成形したもの、さらには、これらを鏡面研磨等したものであることかできる。
【0038】
熱間で成形する方法としては、溶融させたガラスを流出パイプから滴下または流下させ、これを気体を介して受け型で受けた後、所望の形状、たとえば球形又は扁平球形に成形する方法がある。
滴下させる場合は、0.1〜5dPa・sの溶融ガラスを滴下可能な粘度に粘性調整し、これを滴下することで球形または楕円球形のプリフォームが得られる。滴下したガラスは落下中に固化させてもよく、あるいは噴出する気体上に浮上させ、回転させながら固化させてもよい。
また、流下させる場合は、0.1〜5dPa・sの溶融ガラスを流下に適する粘度に粘度調整し、これを流出パイプから流下させたのちガラスを切断し、該流下するガラスを気体を介して受け型で受けたのち、該ガラスを球又は扁平球に成形し、固化させることにより得られる。このとき流下させたガラスは、切断刃を用いずに切断することが好ましく、たとえばそのような方法として流下するガラスを受け型で受けた後、受け型を降下させることにより切断することができる。
【0039】
このように滴下又は流下するガラスをプリフォームに成形する場合の、パイプから滴下又は流下するガラスの粘度としては、5dPa・s以上であることが好ましい。また、滴下するガラスの粘度としては3〜30dPa・sがより好ましく、流下するガラスの粘度としては5〜60dPa・sがより好ましい。
このとき、0.1〜5dPa・sの溶融ガラスを、5dPa・s以上の粘度にするために、溶融ガラス流出パイプのパイプ内の温度を1000℃〜800℃にし、さらに好ましくはパイプの流出先端温度を900℃〜800℃に下げる。このとき、液相温度が900℃を超える従来の光学ガラスでは、パイプ先端温度を900℃を超える温度として粘性が極めて低い状態で成形しないとプリフォ−ムが結晶化してしまう。そのため型に受けても変形不良、脈理不良の原因となる。
【0040】
それに対して本発明の光学ガラスは、液相温度が、通常900℃以下と低く、プリフォーム成形に適した粘性においても安定したガラス状態が保たれるため、上記のような方法でプリフォームを熱間成形しても結晶化することも無く、脈理、変形不良等は生じない。
【0041】
[等温プレス]
図1は、精密プレス成形装置の1例の概略を示す断面図である。この図1に示す装置は、支持棒9上に設けた支持台10上に、上型1、下型2及び案内型3からなる成形型を載置したものを、外周にヒーター12を巻き付けた石英管11中に設けたものである。本発明の中高屈折率・高分散光学ガラスからなる被成形ガラスプリフォーム4は、例えば、直径0.5〜50mm程度の球状物や楕円形球状物であることができる。球状物や楕円形球状物の大きさは、最終製品の大きさを考慮して適宜に決定される。
被成形ガラスプリフォーム4を下型2及び上型1の間に設置した後、ヒーター12に通電して石英管11内を加熱する。成形型内の温度は、下型2の内部に挿入された熱電対14によりコントロールされる。加熱温度は被成形ガラスプリフォーム4の粘度が精密プレスに適した、例えば約107〜108 dPa・s程度になる温度とする。所定の温度となった後に、押し棒13を降下させて上型1を上方から押して成形型内の被成形ガラスプリフォーム4をプレスする。プレスの圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜に決定できる。例えば、圧力は5〜15MPa程度の範囲、時間は10〜300秒とすることができる。プレスの後、ガラスの転移温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷し、成形型から成形物を取り出すことで、本発明の光学部品を得ることができる。
【0042】
[非等温プレス]
本願発明の光学ガラスは、ガラスプリフォームと成形型を次にような温度条件でプレス成形するプレス成形方法にも適用できる。
ガラスプリフォームを該ガラスプリフォームの粘度が109 dPa・s未満に相当する温度に加熱して軟化させる。ガラスプリフォームの粘度が109 dPa・s未満であることで、109 dPa・s以上の粘度に相当する温度に予熱した成形型でガラス素材を十分に変形させて成形することが可能である。成形型の温度を比較的低温にして成形するには、ガラス素材は、好ましくは105.5 〜107.6 dPa・sに相当する温度に加熱して軟化させることが適当である。成形型の予熱の温度は、前記ガラス素材の粘度が109 〜1012dPa・sに相当する温度とする。粘度が1012dPa・sに相当する温度未満では、ガラス素材を大きく伸ばして、コバ厚の薄いガラス成形体を得ることが難しくなることがある。一方、粘度が109 dPa・sに相当する温度を超える温度では、成形のサイクルタイムが必要以上に長くなり、また、成形型の寿命が短くなる。
【0043】
[ダイレクトプレス]
また、プリフォームを用いず、溶融ガラス塊からダイレクトプレスを行うこともでき、この場合は、液相温度が900℃以下と低いので、ガラスを結晶化させずに、流出パイプから溶融ガラスを流下させる温度条件、プレスの温度条件を選択する際の許容範囲を広くとれるというメリットがある。
【0044】
[通常のプレス成形]
また、本願発明の光学ガラスは、精密プレス成形だけでなく、研削、研磨を行うプレス成形方法にも適用できる。具体的には次のとおりである。
撹拌、均一化された溶融状態のガラスから直接、光学部品を作る場合は、攪拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより、プレス成形型の下型成形面上に供給し、この下型に対向する上型と下型とにより、このガラスを加圧成形する(ダイレクトプレスという。)。得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。
また、均一化された溶融ガラスを一旦、冷却し、所望形状に冷間加工したものを再加熱し、成形型によって加圧成形することもでき、この場合も得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。
さらに、ガラスを研削、研磨して光学部品を製造することもできる。
【0045】
上記各成形方法において、上型、下型、あるいは必要に応じて胴型の形状を適宜選択し、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学部品を成形することができる。
【0046】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、光学ガラスの物性は、以下に示す方法により測定した。
(1)屈折率(nd)およびアッベ数(νd)
徐冷降温速度を−30℃/hにして得られた光学ガラスについて測定した。
(2)屈伏点温度(Ts)
熱膨張測定機を用い、昇温速度8℃/分の条件で測定した。
(3)液相温度(LT)
400〜1050℃の温度勾配のついた失透試験炉に30分間保持し、倍率100倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、液相温度を測定した。また、軟化点(プレス温度)付近の失透性も液相温度測定の際、同時に目視により観察した。
【0047】
実施例1〜48
表1〜4に示すガラス組成に従って、常法により、実施例1〜48の光学ガラスを調製した。すなわち、原料としては、P25については五酸化二燐、正燐酸、メタ燐酸塩等の燐酸塩系の化合物、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを1000℃〜1200℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例1〜48の光学ガラスを得た。
得られた光学ガラスの組成は、表1〜4に示したガラス組成に対し、プラスマイナス1%よりもはるかに小さい変動しかなく、従って、表1〜4に示したガラス組成とほぼ同じと言えるものであった。
表から明らかなように、実施例1〜48の各ガラスとも、屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36の範囲にあり、屈伏点(Ts)は520℃以下であった。また、液相温度(LT)はすべて900℃以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物、失透、泡の残留、脈理、着色は認められなかった。
この結果からも分かるように各実施例のガラスとも、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【0048】
【表1】

Figure 0003907099
【0049】
【表2】
Figure 0003907099
【0050】
【表3】
Figure 0003907099
【0051】
【表4】
Figure 0003907099
【0052】
実施例49
実施例1〜48の各ガラスを、上述のように約1〜 3Lの重量分になる程度に調合し、0.1〜5dPa・sの粘性になる温度(約1000℃〜1200℃)で原料をSiO2ルツボ、またはPt製のルツボで2〜5時間溶解し、ガラス原料をガラス化させた。こうして得られた粗ガラス(カレット)を2LのPt製のプリフォ−ムが作成できる溶融炉に再投入し、0.1〜5dPa・sの粘性になる温度(約1000℃〜1200℃)でカレットを溶解、脱泡、清澄を2〜5時間行った。清澄でガラス内に泡が無い状態になったことを確認した後、ガラスが成形できる温度(粘性5〜30dPa・s、温度で1000℃〜800℃)にまで、溶融炉と流出パイプ内(パイプ上部の溶融炉に近い方は内径15mmφ、流出先端部は内径1.5mmφ全長約2m)を降温した。降温後、所定の粘性になった後、流出パイプより流出させてN2浮上ガスを出した状態の成形型で受けた。直径0.5〜50mmの球状物または楕円球状に成形してプリフォーム(精密プレス成形用素材)を得た。得られたプリフォームは、形状、重量ともにバラツキのないものであった。
【0053】
このプリフォームを図1に示された上型1及び下型2の間に配置した後、石英管11内を窒素雰囲気としてヒーター12に通電して石英管11内を加熱した。成形型内の温度を、被成形ガラス塊の粘度が約107〜108 dPa・sとなる温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒13を降下させて上型1を上方から押して成形型内の被成形ガラス塊をプレスした。プレスの圧力は8MPa、プレス時間は30秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレス成形されたガラス成形体を上型1及び下型2と接触させたままの状態でガラス転移温度まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出した。得られた非球面レンズは、プレス時に透明性が損なわれることもなく、極めて精度の高いレンズであった。
【0054】
比較例1〜22
特開平07−97234号公報の実施例に記載のガラス(比較例1〜9)、特開平05−270853号公報の実施例に記載のガラス(比較例10〜11)、特開昭52−132012号公報の実施例に記載のガラス(比較例12〜22)を調製し、各ガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、屈伏点(Ts)、液相温度(LT)を測定した。失透性についても観察した。結果を表5〜7に示す。
【0055】
【表5】
Figure 0003907099
【0056】
【表6】
Figure 0003907099
【0057】
【表7】
Figure 0003907099
【0058】
特開平07−97234号公報の実施例に記載のガラス(比較例1〜9)(表5)は、屈折率が1.73以下の実施例であり、これらは屈伏点Tsが520℃を越える特性となるものが多い。これはLi2O含有量が0〜0.5重量%であることに起因していると推測される。また、Li2Oが0〜0.5重量%の範囲であってもTsが520℃未満の実施例もある(比較例3、5、7)が、この場合、ガラス原料として高価なGeO2を使用している問題がある。これら実施例のガラスにおいてGeO2をフリ−にすると(比較例4、6、8)液相温度(LT)が900℃を越えてしまうという問題がある。
【0059】
特開平05−270853号公報の実施例に記載のガラス(比較例10〜11)(表6)は、屈折率が1.64〜1.73であり、いずれも液相温度が900℃を越えている。またこれらのガラスはTsも520℃を越えている。
【0060】
特開昭52−132012号公報の実施例に記載のガラス(比較例12〜22)(表7)は、屈折率が1.64〜1.73であり、Tsが520℃を越えている。また、実施例2、3(比較例13、14)に記載のガラスを除いてLi2Oをも含まれていないことが、Tsが520℃を越える一因と考えられる。Li2Oを0.5重量%越えて含んでいる実施例2及び3(比較例13、14)のガラスであってもTsは520℃を越え、液相温度も900℃を越える。
【0061】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、屈伏点および液相温度がともに低く、結晶、泡の残留、脈理、着色、変形不良が認められない光学ガラスを得ることができる。したがってこのガラスを用いることにより、比較的低温の精密プレス成形が可能になり、プレス時のプレス成形型とガラスの融着を防止することができる。またプレスマシンへの大きな熱負荷がかからないため、熱による部品の損傷の恐れも無い。
本発明の光学ガラスは、液相温度が900℃以下と耐失透性に優れ、屈伏点が520℃以下と比較的低温域の加熱でプレス成形可能な特性を有しているため、成形温度を540℃以下にでき、かつプレス成形時のガラスの安定性にも優れる。
さらに液相温度が低いので、耐失透性に優れ、溶融ガラスより精密プレス成形用素材を成形する際や、プレス成形のための加熱などにおいてもガラスの結晶化を防止することができる。さらに、ガラス溶解時に発生する泡がガラス中に残留せず、脈理や着色や変形不良も認められない高品質な光学ガラスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】精密プレス成形装置の1例の概略を示す断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical glass having a medium-high refractive index and a high dispersion characteristic, which can be pressed at a relatively low temperature and has a relatively low yield point and liquidus temperature.
[0002]
[Prior art]
Several optical glasses having medium-high refractive index and high dispersion characteristics are known.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 07-97234 discloses P2OFive, Na2O, Nb2OFiveAnd WOThreeA low melting point optical glass having a medium high refractive index and a high dispersion characteristic containing a predetermined amount of is described. This optical glass is described as having a refractive index of 1.69 to 1.83, a dispersion ratio of 21 to 32, and a yield point of 570 ° C. or lower. However, when the examples described in JP 07-97234 A with a refractive index of 1.73 or less are compared, many have a characteristic that the yield point Ts exceeds 520 ° C. This is Li2It is presumed that the O content is from 0 to 0.5% by weight. Li2There are also examples in which Ts is less than 520 ° C. even when O is in the range of 0 to 0.5% by weight (Examples 6, 7, and 8). In this case, however, GeO is expensive as a glass raw material.2There is a problem using. In the glass of these examples, GeO2Is free, the liquidus temperature (hereinafter sometimes referred to as “LT”) exceeds 900 ° C .. This is P2OFiveIs estimated to be caused by being 32% or less.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-270853 discloses SiO.2, B2OThree, P2OFive, Nb2OFiveAnd Na2O + K2An optical glass having a medium-high refractive index and a high dispersion characteristic containing a predetermined amount of O is described. In the glass described in this publication, the liquid phase temperature of each of the glasses described in Examples having a refractive index of 1.64 to 1.73 exceeds 900 ° C. This is P2OFiveIt is presumed that the content is 32% by weight or less. These glasses also have Ts exceeding 520 ° C. This is Na2It is presumed that O is 5% by weight or less.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 52-133201 discloses B2OThree, P2OFiveAnd Nb2OFiveAn optical glass having a medium-high refractive index and a high dispersion characteristic containing a predetermined amount of is described. All the glasses described in Examples having a refractive index described in this publication having a refractive index of 1.64 to 1.73 have Ts exceeding 520 ° C. This is Na2It is presumed that O is 5% by weight or less. In addition, Li except for the glass described in Examples 2 and 3.2The fact that O is not contained is also considered to be a cause of Ts exceeding 520 ° C. Li2Even in the glasses of Examples 2 and 3 containing 0.5% by weight of O, Ts exceeds 520 ° C., and the liquidus temperature exceeds 900 ° C. This is P2OFiveNb at 32 wt% or less2OFiveIt is surmised that it is caused by containing more than 30% by weight.
[0005]
[Problems to be Solved by the Invention]
Usually, glass press molding is carried out in a temperature range approximately 20 to 60 ° C. higher than the yield point temperature Ts of glass. When the yield point temperature of glass exceeds 520 ° C, the press temperature becomes at least 540 ° C or higher. For this reason, the tendency for the glass and the molding surface of the mold to react with each other increases, which causes the life of the mold to be shortened and is not suitable for mass production.
Further, when the liquidus temperature is high, the tendency to devitrification near the softening point of the glass, that is, near the molding temperature in press molding, becomes strong.
[0006]
Furthermore, the glass preform used for the reheat press is required to have no variation in shape and weight. Therefore, when a preform is formed by hot forming, the forming is performed at a predetermined viscosity that is less likely to vary in shape and weight. For this reason, it is necessary that the glass is not easily devitrified at a temperature exhibiting a viscosity suitable for molding, that is, the liquidus temperature is lower than a temperature exhibiting a viscosity suitable for molding. From such a viewpoint, the liquidus temperature needs to be 800 to 900 ° C.
[0007]
However, most of the glasses described in the above-mentioned prior art have a refractive index in the range of 1.64 to 1.72 and an Abbe number of 29 to 36. It is a glass that exceeds 520 ° C and the liquidus temperature exceeds 900 ° C. In the glass for press molding, considering the life of the mold and the tendency to devitrify the glass, the yield point is 520 ° C. or lower, and the liquidus temperature is relatively low, and particularly preferably 900 ° C. or lower.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is an optical glass having a medium high refractive index and a high dispersion characteristic having a yield point of 520 ° C. or lower and a liquidus temperature of relatively low, particularly 900 ° C. or lower. The object is to provide an optical glass having a range of 1.64 to 1.72 and an Abbe number of 29 to 36.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The invention for achieving the above object is as follows.
[Claim 1]
Displayed in weight%, P2OFiveOver 32% and 45% or less, Li2O over 0.5% and below 6%, Na2O exceeds 5% and 22% or less, Nb2OFive6-30%, B2OThree0.5 to 10%, WOThree0 to 35%, K20-14% O, Na2O + K210 to 24% of O and the total of the above components is 80% or moreAnd TiO 2 0 to 5%Optical glass.
[Claim 2]
Displayed in weight%, the P2OFiveThe content is more than 32% and 40% or less, the Li2O content is 1-4%, Na2O content is 10-19%, said Nb2OFiveThe content is 10% to 28%, the B2OThreeContent is 1-5%, K2O content is 0-8%, Na2O + K2The optical glass according to claim 1, wherein the O content is 12 to 22%, and the total of the components is 80% or more.
[Claim 3]
Na2O content is 12-17%, said Nb2OFiveContent is 15-26%, said K2O content is 0 to 4%, Na2O + K2O content is 14-19%,WO Three Content is 0-18%The optical glass according to claim 2.
[Claim 4]
Expressed in wt%, SiO20 to 2%, Al2OThree0-5%, ZnO 0-15%, BaO 0-12%, Sb2OThree0% or more and less than 1%, SnO2The optical glass according to any one of claims 1 to 3, further comprising 0 to 1%, and a total of the above components and the components according to any one of claims 1 to 3 is 95% or more. .
[Claim 5]
Expressed in weight%, Al2O35 to 3%, further containing 0 to 9% ZnO, and the total of the above components and the components according to any one of claims 1 to 4 is 95% by weight or more. The optical glass according to claim 1.
[Claim 6]
SiO2The optical glass according to claim 4 or 5, wherein the content is 0 to 1%.
[Claim 7]
SiO2Content is 0% or more and less than 0.5%, the said ZnO content is 0 to 5%, The sum total of the said component and the component of any one of Claims 1-6 is 98% or more, Item 7. The optical glass according to Item 5 or 6.
[Claim 8]
SaidWOThree Content isThe optical glass according to any one of claims 1 to 7, which is 3 to 15%.
[Claim 9]
Displayed in weight%, Li2O over 0.5% and below 6%, Na2O over 5% and under 22%, K20-14% O, Na2O + K210-24% O, Nb2OFive6-30%, P2OFiveTheOver 32%45% or lessTiO 2 0-5%An optical glass containing phosphate glass having a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, and a yield point (Ts) of 520 ° C. or lower.
[Claim 10]
Displayed in weight%, Li2O over 0.5% and below 6%, Na2O over 5% and under 22%, K20-14% O, Na2O + K210-24% O, Nb2OFive6-30%,P 2 O Five More than 32% and 45% or less,WOThree0-35%, Al2OThree0-5%, TiO20% or more5% or lessAn optical glass comprising a phosphate glass having a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, and a yield point (Ts) of 520 ° C. or lower.
[Claims11]
Displayed in weight%, P2OFiveOver 32% and 45% or less, Li2O over 0.5% and below 6%, Na2O exceeds 5% and 22% or less, Nb2OFive6-30%, B2OThree0.5 to 10%, WOThree0 to 35%, K20-14% O, Na2O + K210-24% O, SiO20 to 2%, Al2OThree0-5%, TiO20% or more5% or lessZnO 0-15%, BaO 0-12%, Sb2OThree0% or more and less than 1%, SnO20 to 1%, the total content of the above components is 95% or more, the refractive index (nd) is 1.64 to 1.72, the Abbe number (νd) is 29 to 36, the yield point ( An optical glass having a Ts) of 520 ° C. or lower.
[Claims12]
Displayed in weight%, P2OFiveOver 32% and 45% or less, Li2O over 0.5% and below 6%, Na2O exceeds 5% and 22% or less, Nb2OFive6-30%, B2OThree0.5-10%TiO 2 0-5%SiO which is contained and is an optional component2Is a phosphate glass having a content of 2% by weight or less, a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, and a yield point (Ts) of 520 ° C. or less. An optical glass having a liquidus temperature (LT) of 900 ° C. or lower.
[Claims13]
Expressed in weight%, MgO is 0-5%, CaO is 0-5%, SrO is 0-5%, La2OThree0 to 3%, Y2OThree0 to 3%, Gd2OThree0 to 3%, ZrO20 to 3%, As2OThree0% or more and less than 1%, Ta2OFive0 to 3%, In2OThree0 to 3%, TeO20-3%, Bi2OThree0 to 3%, GeO20 to 1% further, the above components and claims 1 to12The sum of the components according to any one of claims 1 to 99 is 99% or more.12Optical glass of any one of these.
[Claims14]
Claims 1 to13An optical component comprising the optical glass according to any one of the above.
[Claims15]
It is for precision press molding.13Optical glass of any one of these.
[Claims16]
Claim15A glass preform obtained by preforming the optical glass.
[Claims17]
Claim16Glass optical component obtained by reheat press molding using a glass preform.
[Claims18]
Claims 1 to13 and 15An optical component formed by press-molding the optical glass according to any one of the above.
[0010]
Hereinafter, unless otherwise specified, the refractive index is nd and the Abbe number is νd. Ts represents the yield point and LT represents the liquidus temperature.
Unlike the glass described in JP-A-07-97234, the glass of the present invention is expensive GeO as a glass raw material.2However, Ts is 520 ° C. or less, and the press temperature can be lowered. Further, the glass of the present invention has a glass liquid phase temperature of 900 ° C. or lower, and does not cause striae, volatile adhesion, or shape defects when the preform in the pre-press molding stage is hot-formed. Can be.
Further, the glass of the present invention is different from the glass described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-270853.2OFiveThe liquidus temperature was made 900 ° C. or less by containing more than 32%. Therefore, it is possible to mold so as not to cause striae, adherence of volatile matter, and shape failure when the preform before press molding is hot molded. Furthermore, the glass of the present invention comprises Na2Since O is contained exceeding 5% by weight, Ts is 520 ° C. or less, and it is not necessary to increase the press temperature of the press machine, and there is an advantage that no heat load is applied to the press machine.
Further, the glass of the present invention is different from the glass described in JP-A No. 52-133201, and Na2Containing O in excess of 5% by weight, Li2Contains O in excess of 0.5% by weight, P2OFiveMore than 32% by weight, Nb2OFiveWas 30% by weight or less. As a result, it became suitable for glass for precision presses having a Ts of 520 ° C. or lower and a liquidus temperature of 900 ° C. or lower.
[0011]
In the present specification, “%” means wt% unless otherwise specified.
Oxides are represented by typical chemical symbols, and are included even when the oxidation-reduction state of Ti, Nb, W, Sb, Sn, Zr, As, Ta, In, Te, Ge, etc. fluctuates. To do. Specifically, for example, a part of Ti is reduced to form TiO.1.9Including TiO2Is written.
Below, the reason for limitation of each component in the glass of this invention, especially the glass of Claims 1-8 is demonstrated.
P2OFiveIs a glass forming component. In the glass of the present invention, in order to obtain a yield point of 520 ° C. or less and good devitrification resistance, phosphate glass is preferable, and P2OFiveIs more preferably 45% by weight or less of phosphate glass, P2OFiveEven more preferable is a phosphate glass having a content of 32 wt% or more and 45 wt% or less. P2OFiveIf the content exceeds 45% by weight, it becomes difficult to obtain a target refractive index (1.64 or more). Considering the case of nd> 1.66 and chemical durability, P2OFiveThe content is preferably more than 32% by weight and not more than 40% by weight.
[0012]
Li2O is a component having an effect of lowering Ts. Li2If the O content is 0.5% by weight or less, the desired characteristics of Ts ≦ 520 ° C. cannot be obtained. Li2If the O content exceeds 6% by weight, the desired liquidus temperature of 900 ° C. or less cannot be obtained. Li2When the O content is in the range of 1 to 4% by weight, Ts ≦ 510 ° C. and the liquidus temperature ≦ 860 ° C., which is more preferable in production.
[0013]
Na2O is a component having an effect of lowering Ts. Na2If the O content is 5% by weight or less, the desired characteristics of Ts ≦ 520 ° C. cannot be obtained. Na2When the O content exceeds 22% by weight, the chemical durability deteriorates. Na2When the O content is in the range of 10 to 19% by weight, chemical durability is good, and a glass having a liquidus temperature of 860 ° C. or lower with Ts ≦ 510 ° C. or lower is preferable. In addition, Na2When the O content is in the range of 12 to 17% by weight, chemical durability is good, and a glass having a liquidus temperature of 840 ° C. or lower with Ts ≦ 510 ° C. or lower is more preferable.
[0014]
Nb2OFiveIs a component capable of imparting the characteristics of nd ≧ 1.64 and νd ≦ 36 to the glass. Nb2OFiveIf the content is less than 6% by weight, the desired refractive index (nd ≧ 1.64) and dispersion characteristics (νd ≦ 36) cannot be obtained. Nb2OFiveIf the content exceeds 30% by weight, the liquidus temperature exceeds 900 ° C. Nb2OFiveThe content is preferably 10% to 28% by weight. In this range, nd ≧ 1.66, the liquidus temperature ≦ 860 ° C., and Ts ≦ 510 ° C. Nb2OFiveThe content is more preferably in the range of 15% by weight to 26% by weight. In this range, nd ≧ 1.66 and the liquidus temperature ≦ 840 ° C.
[0015]
B2OThreeIs P2OFiveIt is a component that assists the glass-forming component and lowers the liquidus temperature. B2OThreeIf the content is less than 0.5% by weight, the liquidus temperature exceeds 900 ° C. B2OThreeIf the content exceeds 10% by weight, Ts> 520 ° C. is reached. B2OThreeThe content is preferably 1% by weight to 5% by weight. In this range, Ts ≦ 510 ° C. and the liquidus temperature ≦ 860 ° C.
[0016]
WOThreeIs an optional component, but by adding an appropriate amount in an amount of 35% by weight or less, while maintaining the characteristics of Ts ≦ 520, liquidus temperature (hereinafter referred to as “LT”) ≦ 900 ° C., nd is 1. 64 to 1.72 and νd can be easily adjusted within the range of 36 to 29. WOThreeWhen the content exceeds 35% by weight, coloring becomes strong. WOThreeThe content is preferably in the range of 0 to 18% by weight. In this range, it is difficult to color and nd and νd are easily adjusted in the range of nd1.65 to 1.71 and νd35.5 to 30 while maintaining the characteristics of Ts ≦ 510 ° C and LT ≦ 860 ° C. Can do. WOThreeThe content is more preferably in the range of 3 to 15% by weight. In this range, nd and νd can be easily adjusted in the range of nd1.66 to 1.70 and νd35 to 30 while maintaining the characteristics of Ts ≦ 510 ° C. and LT ≦ 840 ° C.
[0017]
K2O is an optional component, but nd within the range of nd1.64 to 1.72 and νd36 to 29 while maintaining the characteristics of Ts ≦ 520 and LT ≦ 900 ° C. by adding an appropriate amount of 14% by weight or less. νd can be easily adjusted. K2When the O content exceeds 14% by weight, the chemical durability deteriorates. K2The O content is preferably 0 to 8% by weight. In this range, chemical durability is good, and nd and νd are easy in the range of nd1.65 to 1.71 and νd35.5 to 30 while maintaining the characteristics of Ts ≦ 510 ° C and LT ≦ 860 ° C. Can be adjusted. K2The O content is more preferably in the range of 0 to 4% by weight. In this range, nd and νd can be easily adjusted in the range of nd1.66 to 1.70 and νd35 to 30 while maintaining the characteristics of Ts ≦ 510 ° C. and LT ≦ 840 ° C.
[0018]
Na2O + K2O is a component having an effect of lowering Ts. Na2O + K2If the O content is less than 10% by weight, the desired characteristics of Ts ≦ 520 ° C. cannot be obtained. Na2O + K2If the O content exceeds 24% by weight, the chemical durability deteriorates. Na2O + K2When the O content is in the range of 12 to 22% by weight, the chemical durability is good, and a glass having a liquidus temperature of 860 ° C. or less with Ts ≦ 510 ° C. is obtained. In particular, Na2O + K2When the O content is in the range of 14 to 19% by weight, the chemical durability is good, and a glass having a liquidus temperature of 840 ° C. or lower and Ts ≦ 510 ° C. is obtained.
[0019]
SiO2Can be easily adjusted in the range of nd1.65 to 1.71 and νd35.5 to 30 by adding an appropriate amount of an optional component in an amount of 2% by weight or less. SiO2If the content exceeds 2% by weight, Ts may exceed 520 ° C. Considering glass coloring, SiO2When it is melted with a crucible, an amount of 0 to less than 0.5% may be mixed in the glass. Therefore, SiO2The content is preferably 0 to less than 0.5% by weight. In the optical glass according to claim 7, SiO 22The content is preferably 0 to 0.4% by weight or less.
[0020]
Al2OThreeIs an optional component, and when it is added in an appropriate amount of 5% by weight or less, the chemical durability of the glass is improved. However, if it exceeds 5% by weight, the solubility when the glass raw material is melted deteriorates, and the melting temperature rises. As a result, when it dissolves with a Pt crucible, the amount of Pt mixed increases, and problems such as deterioration of coloring tend to occur. Even when dissolved with a Si crucible, SiO2As a result, the Ts exceeds 520 ° C. Al2OThreeThe content is preferably in the range of 0 to 3% by weight.
[0021]
TiO2Is an optional component. When an appropriate amount is added in an amount of less than 8% by weight, the chemical durability of the glass is improved, nd can be increased, and νd can be highly dispersed. However, TiO2When 8% by weight or more is added, coloring tends to deteriorate. TiO2The content is preferably 0 to 6% by weight, more preferably 0 to 5% by weight. The optical glass of claim 7, wherein TiO2More preferably, the content is 0 to 4.9% by weight.
[0022]
ZnO is an optional component. When an appropriate amount is added in an amount of 15% by weight or less, the chemical durability of the glass is improved, and Ts is reduced. However, if it exceeds 15% by weight, νd> 36 may be obtained. The ZnO content is preferably 0 to 9% by weight, more preferably 0 to 5% by weight.
[0023]
BaO is an optional component. When an appropriate amount is added in an amount of 12% by weight or less, the adjustment of nd and νd becomes easy in the range of nd1.65-1.71 and νd35.5-30. However, if it exceeds 12% by weight, LT exceeds 900 ° C., which is not preferable. The BaO content is preferably 0 to 6% by weight.
[0024]
Sb2OThree, As2OThreeIs an optional component, and when added in an appropriate amount, it has a defoaming and refining action of the glass. Nb2OFiveTiO2, WOThreeIt has the effect of suppressing reductive coloring such as. However, Sb2OThreeIs added by 1% by weight or more, Sb2OThreeColoring by itself becomes stronger. So Sb2OThreeThe content is suitably in the range of 0 to less than 1% by weight. Also, As2OThreeIf 1% by weight or more is added, As2OThreeColoring by itself becomes stronger. So As2OThreeThe content of is suitably in the range of 0 to less than 1% by weight.
[0025]
SnO2Is an optional component, and when an appropriate amount is added in an amount of 1% by weight or less, there is a defoaming and refining action of the glass. Nb2OFiveTiO2, WOThreeIt has the effect of suppressing reductive coloring such as. However, SnO2Is added over 1 wt% SnO2Coloring by itself becomes stronger. So SnO2The content is suitably in the range of 0 to 1% by weight.
[0026]
When an appropriate amount of MgO, CaO, and SrO is added as an arbitrary component, the adjustment of nd and νd is facilitated within the range of nd1.65 to 1.71 νd35.5 to 30. However, it is not preferable to add more than 5% by weight because LT exceeds 900 ° C. The contents of MgO, CaO, and SrO are each preferably 0 to 3% by weight.
[0027]
La2OThree, Y2OThree, Gd2OThree, ZrO2, Ta2OFive, In2OThree, TeO2, Bi2OThreeIs an optional component, and when added in an appropriate amount, nd and νd can be easily adjusted in the range of nd1.65 to 1.71 and νd35.5 to 30. However, if both are added exceeding 3% by weight, LT exceeds 900 ° C. The content of these components is preferably 0 to 1% by weight.
[0028]
The optical glass of the present invention preferably does not contain PbO in consideration of safety. GeO2Is not included because it is expensive, or even if it is included, it is preferably in the range of 0 to 1% by weight.
[0029]
In the glass according to claim 1 and 2, the total of the components described in each claim is 80% or more, which is in the range of refractive index 1.64 to 1.72, Abbe number 29 to 36, This is because the liquid phase temperature is preferably 900 ° C. or lower and the yield point is preferably 520 ° C. or lower.
Further, in the glasses according to claims 4 and 5, the sum of the components according to each claim is 95% or more, and this is a range of a refractive index of 1.64 to 1.72 and an Abbe number of 29 to 36. This is because it is preferable to provide a glass having a liquidus temperature of 900 ° C. or lower, a yield point of 520 ° C. or lower, and having no coloring or chemical durability in practical use.
[0030]
In addition, the liquid phase temperature (LT) of the optical glass of the present invention is usually 900 ° C. or lower, but the content of each component is adjusted so that it is preferably 860 ° C. or lower, more preferably 840 ° C. or lower. Is desirable. On the other hand, the yield point (Ts) is usually 520 ° C. or lower, but it is desirable to adjust the content of each component so that it is preferably 510 ° C. or lower.
[0031]
  Li in the phosphate glass of claim 92O, Na2O, K2O, Na2O + K2O, Nb2OFiveThe reason for limiting the content of each component is the same as that of the glass of the first to eighth aspects. P2OFiveThe reason for containing 45% or less is the same as that of the glass of claims 1-8. Furthermore, in the phosphate glass according to claim 9, the refractive index is 1.64 to 1.72, the Abbe number is 29 to 36, and the yield point is 520 ° C. or lower. From the viewpoint of an optical glass, it is suitable to be an optical glass having medium refractive index and high dispersion characteristics having the above refractive index and Abbe number. Also, glass for press moldingPerspectiveTherefore, considering the life of the mold and the tendency to devitrify the glass, the yield point is 520 ° C. or less. The optical glass having such a refractive index, Abbe number, and yield point can be appropriately obtained from a glass containing the components described in claim 9 within the scope described in claim 9. Also in the glass according to claim 9, B2OThreeContaining 0.5 to 10% by weight is preferable, TiO2Those containing 0 to 4.9% by weight are also preferred.
[0032]
  Li in the phosphate glass according to claim 10.2O, Na2O, K2O, Na2O + K2O, Nb2OFive, WOThree, Al2OThreeTiO2The reason for limiting the content of each component is the same as that of the glass of the first to eighth aspects. Further, the refractive index is 1.64 to 1.72, the Abbe number is 29 to 36, and the yield point is 520 ° C. or lower. From the viewpoint of an optical glass, it is suitable to be an optical glass having medium refractive index and high dispersion characteristics having the above refractive index and Abbe number. Also, glass for press moldingPerspectiveTherefore, considering the life of the mold and the tendency to devitrify the glass, the yield point is 520 ° C. or less. The optical glass having such a refractive index, Abbe number, and yield point can be appropriately obtained from a glass containing the components described in claim 10 in the range described in claim 10.
[0033]
  In the glass according to claim 9 and 10, P2OFiveContent is more than 32% and less than 45%TheThe reason is P in the invention of claim 1.2OFiveThis is the same as the reason for limiting the content.
[0034]
  Claim11P in the glass described in2OFive, Li2O, Na2O, Nb2OFive, B2OThree, WOThree, K2O, Na2O + K2O, SiO2, Al2OThreeTiO2, ZnO, BaO, WOThree, Sb2OThree, SnO2The reasons for limiting the content of each component are the same as those of the glasses of the first to eighth aspects. Further, the refractive index is 1.64 to 1.72, the Abbe number is 29 to 36, and the yield point is 520 ° C. or lower. From the viewpoint of an optical glass, it is suitable to be an optical glass having medium refractive index and high dispersion characteristics having the above refractive index and Abbe number. Also, glass for press moldingPerspectiveTherefore, considering the life of the mold and the tendency to devitrify the glass, the yield point is 520 ° C. or less. The optical glass having such a refractive index, Abbe number, and yield point can be appropriately obtained from a glass containing the components described in claim 12 in the range described in claim 12. Furthermore, the total content of the above components is 95% or more. This is because the liquidus temperature is 900 ° C. or lower and the yield point is in the range of refractive index 1.64 to 1.72 and Abbe number 29 to 36. This is because it is preferable for obtaining characteristics of 520 ° C. or lower.
[0035]
  Further claims12-13The reason for limitation of each component in the glass as described in 1 is the same as the reason for limitation of each component in the optical glass according to claim 1. And claims13In the glass described in (1), the total of the components described in each claim is 99% or more. This is because the liquidus temperature is 900 in the range of the refractive index of 1.64 to 1.72 and the Abbe number of 29 to 36. This is because it is preferable in order to obtain the characteristics of ℃ or lower and yield point of 520 ℃ or lower. In addition, as an optical glass of Claims 1-13, P is used.2OFive, Li2O, Na2O, Nb2OFive, B2OThree, WOThree, Al2OThreeTiO2, ZnO, Sb2OThreeThe total content of is more preferably 95% by weight or more, more preferably 99% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight.
[0036]
Such an optical glass of the present invention can be produced by preparing a raw material compound by a conventional method and dissolving, clarifying, stirring, and homogenizing.
The present invention also provides a precision press-molding material comprising the optical glass of the present invention, an optical component comprising the optical glass, and an optical component obtained by precision press-molding the precision press-molding material. It is.
The precision press-molding material of the present invention is made of the optical glass of the present invention.
[0037]
Here, the precision press molding means press molding in which an optical functional surface is formed by press molding, and the precision press molding material means a glass material to be molded used at the time of precision press molding.
As an example of precision press-molding, first, melted, stirred, clarified, and homogenized molten glass with a viscosity of about 1000 ° C. to 1200 ° C. of about 0.1 to 5 dPa · s is discharged from an outflow pipe to form a mold ( In general, it is different from the press mold), and a precision press molding material called a preform such as a sphere or an ellipsoid is produced, and the preform is reheated and pressure-molded with the upper mold and the lower mold. . At this time, in view of the shape of the molded product and the like, a body mold can be used as appropriate.
As a preform, it can be formed by cold forming or hot glass forming from molten glass, and further by mirror polishing or the like.
[0038]
As a method of hot forming, there is a method of dropping or flowing molten glass from an outflow pipe and receiving it with a receiving mold through a gas and then forming it into a desired shape, for example, a spherical shape or a flat spherical shape. .
In the case of dropping, the viscosity of the molten glass of 0.1 to 5 dPa · s is adjusted to a dropable viscosity, and a spherical or elliptical spherical preform is obtained by dropping the molten glass. The dropped glass may be solidified during dropping, or may be floated on the gas to be ejected and solidified while being rotated.
Moreover, when making it flow down, the viscosity of 0.1-5 dPa * s molten glass is adjusted to the viscosity suitable for flow down, this is made to flow down from an outflow pipe, glass is cut | disconnected, and this glass to flow down through gas After receiving with a receiving mold, the glass is formed into a sphere or a flat sphere and solidified. The glass that has flowed down at this time is preferably cut without using a cutting blade. For example, such glass can be cut by lowering the receiving mold after receiving it with a receiving mold.
[0039]
Thus, when shape | molding the glass dripping or flowing down to a preform, it is preferable that it is 5 dPa * s or more as a viscosity of the glass dripping or flowing down from a pipe. The viscosity of the dropped glass is more preferably 3 to 30 dPa · s, and the viscosity of the flowing glass is more preferably 5 to 60 dPa · s.
At this time, in order to make the molten glass of 0.1 to 5 dPa · s have a viscosity of 5 dPa · s or more, the temperature in the pipe of the molten glass outflow pipe is set to 1000 ° C. to 800 ° C. The temperature is lowered to 900 ° C to 800 ° C. At this time, in the conventional optical glass having a liquidus temperature exceeding 900 ° C., the preform is crystallized unless the pipe tip temperature is set to a temperature exceeding 900 ° C. and the viscosity is extremely low. Therefore, even if it is received in the mold, it may cause deformation failure and striae failure.
[0040]
In contrast, the optical glass of the present invention has a low liquidus temperature of usually 900 ° C. or lower, and maintains a stable glass state even at a viscosity suitable for preform molding. There is no crystallization even when hot forming, and no striae or deformation defects occur.
[0041]
[Isothermal press]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a precision press molding apparatus. In the apparatus shown in FIG. 1, a heater 12 is wound around an outer periphery of a support base 10 provided on a support bar 9 on which a molding die including an upper die 1, a lower die 2 and a guide die 3 is placed. This is provided in the quartz tube 11. The molded glass preform 4 made of the medium high refractive index / high dispersion optical glass of the present invention can be, for example, a sphere or an oval sphere having a diameter of about 0.5 to 50 mm. The size of the sphere or oval sphere is appropriately determined in consideration of the size of the final product.
After the glass preform 4 to be molded is placed between the lower mold 2 and the upper mold 1, the heater 12 is energized to heat the inside of the quartz tube 11. The temperature in the mold is controlled by a thermocouple 14 inserted in the lower mold 2. The heating temperature is such that the viscosity of the glass preform 4 to be molded is suitable for precision press, for example, about 107-108 The temperature is about dPa · s. After reaching a predetermined temperature, the push rod 13 is lowered and the upper mold 1 is pushed from above to press the glass preform 4 to be molded in the mold. The press pressure and time can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass. For example, the pressure can be in the range of about 5 to 15 MPa, and the time can be 10 to 300 seconds. After the pressing, the optical component of the present invention can be obtained by gradually cooling to the glass transition temperature, then rapidly cooling to room temperature, and taking out the molded product from the mold.
[0042]
[Non-isothermal press]
The optical glass of the present invention can also be applied to a press molding method in which a glass preform and a mold are press molded under the following temperature conditions.
A glass preform has a viscosity of 109 It is softened by heating to a temperature corresponding to less than dPa · s. The viscosity of the glass preform is 109 By being less than dPa · s, 109 The glass material can be sufficiently deformed and molded with a mold preheated to a temperature corresponding to a viscosity of dPa · s or higher. In order to mold the mold at a relatively low temperature, the glass material is preferably 105.5 -107.6 It is appropriate to soften by heating to a temperature corresponding to dPa · s. The preheating temperature of the mold is such that the viscosity of the glass material is 109 -1012The temperature is equivalent to dPa · s. Viscosity is 1012If the temperature is lower than the temperature corresponding to dPa · s, it may be difficult to obtain a glass molded product having a thin edge by greatly stretching the glass material. On the other hand, the viscosity is 109 If the temperature exceeds the temperature corresponding to dPa · s, the molding cycle time becomes longer than necessary, and the life of the mold is shortened.
[0043]
[Direct press]
It is also possible to perform direct pressing from a molten glass lump without using a preform. In this case, since the liquidus temperature is as low as 900 ° C. or less, the molten glass flows down from the outflow pipe without crystallizing the glass. There is an advantage that the allowable range when selecting the temperature condition for pressing and the temperature condition for pressing can be widened.
[0044]
[Normal press forming]
The optical glass of the present invention can be applied not only to precision press molding, but also to press molding methods for grinding and polishing. Specifically, it is as follows.
When optical components are made directly from agitation and homogenized molten glass, the agitated and homogenized molten glass is supplied from the outflow pipe onto the lower mold surface of the press mold. This glass is pressure-molded by an opposing upper mold and lower mold (referred to as direct press). The obtained molded product is ground and polished as necessary to become an optical component.
Also, the homogenized molten glass can be cooled once, cold worked into the desired shape, reheated, and pressure-molded with a molding die. Accordingly, it is ground and polished to become an optical component.
Furthermore, optical components can be produced by grinding and polishing glass.
[0045]
In each of the above molding methods, the shape of the upper mold, the lower mold, or the barrel mold is appropriately selected, and various lenses such as a spherical lens, an aspheric lens, a microlens, a lens array, and a microlens array, a prism, and a polygon Optical parts such as mirrors can be molded.
[0046]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the physical property of optical glass was measured by the method shown below.
(1) Refractive index (nd) and Abbe number (νd)
It measured about the optical glass obtained by making slow cooling temperature-fall rate into -30 degrees C / h.
(2) Sag temperature (Ts)
Using a thermal expansion measuring device, the measurement was performed under the condition of a temperature rising rate of 8 ° C./min.
(3) Liquidus temperature (LT)
It hold | maintained for 30 minutes in the devitrification test furnace with the temperature gradient of 400-1050 degreeC, the presence or absence of the crystal | crystallization was observed with the microscope of 100 time magnification, and the liquidus temperature was measured. Further, the devitrification property near the softening point (press temperature) was also visually observed at the time of measuring the liquidus temperature.
[0047]
Examples 1-48
According to the glass composition shown to Tables 1-4, the optical glass of Examples 1-48 was prepared by the conventional method. That is, as a raw material, P2OFiveFor the other components, phosphate compounds such as diphosphorus pentoxide, orthophosphoric acid, metaphosphate, etc., and for other components, carbonates, nitrates, hydroxides, oxides, etc. are used, and these raw materials are weighed to a desired ratio. Example 1 was prepared by mixing and mixing to prepare a raw material for preparation, which was put into a melting furnace heated to 1000 ° C. to 1200 ° C., dissolved, clarified, stirred, homogenized, cast into a mold, and gradually cooled. -48 optical glasses were obtained.
The composition of the obtained optical glass has a fluctuation much smaller than plus or minus 1% with respect to the glass compositions shown in Tables 1 to 4, and therefore can be said to be almost the same as the glass compositions shown in Tables 1 to 4. It was a thing.
As is apparent from the table, each of the glasses of Examples 1 to 48 has a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, and a yield point (Ts). Was 520 ° C. or lower. The liquidus temperature (LT) was all 900 ° C. or lower. Neither undissolved material, devitrification, residual foam, striae, or coloring was observed in the glass of each example.
As can be seen from these results, the glass of each example was suitable for press molding, particularly precision press molding.
[0048]
[Table 1]
Figure 0003907099
[0049]
[Table 2]
Figure 0003907099
[0050]
[Table 3]
Figure 0003907099
[0051]
[Table 4]
Figure 0003907099
[0052]
Example 49
Each glass of Examples 1 to 48 is prepared to a weight of about 1 to 3 L as described above, and the raw material is used at a temperature (about 1000 ° C. to 1200 ° C.) at which the viscosity becomes 0.1 to 5 dPa · s. SiO2It melt | dissolved for 2 to 5 hours with the crucible or the crucible made from Pt, and the glass raw material was vitrified. The crude glass (cullet) thus obtained was re-introduced into a melting furnace capable of producing a 2 L Pt preform, and the cullet was heated to a viscosity of 0.1 to 5 dPa · s (about 1000 ° C. to 1200 ° C.). Was dissolved, defoamed and clarified for 2 to 5 hours. After confirming that the glass is clear and free of bubbles, it is melted in the melting furnace and the outflow pipe (pipe) to a temperature at which the glass can be molded (viscosity 5 to 30 dPa · s, temperature 1000 ° C. to 800 ° C.). The temperature close to the upper melting furnace was an inner diameter of 15 mmφ and the outflow tip was an inner diameter of 1.5 mmφ and a total length of about 2 m). After lowering the temperature, after having reached a predetermined viscosity, let it flow out from the outflow pipe.2The mold was received with the floating gas released. A preform (precision press-molding material) was obtained by molding into a spherical product or an elliptical sphere having a diameter of 0.5 to 50 mm. The obtained preform had no variation in shape and weight.
[0053]
After this preform was placed between the upper die 1 and the lower die 2 shown in FIG. 1, the quartz tube 11 was heated by energizing the heater 12 with the inside of the quartz tube 11 being a nitrogen atmosphere. The temperature inside the mold is adjusted so that the viscosity of the glass block to be molded is about 107-108 After setting the temperature to be dPa · s, while maintaining this temperature, the push rod 13 was lowered and the upper mold 1 was pushed from above to press the glass molding in the mold. The press pressure was 8 MPa, and the press time was 30 seconds. After pressing, the pressure of the press is released, and the glass molded body formed by aspherical press is gradually cooled to the glass transition temperature while being in contact with the upper die 1 and the lower die 2, and then rapidly cooled to near room temperature. The glass formed into an aspherical surface was taken out of the mold. The obtained aspherical lens was a highly accurate lens without losing transparency during pressing.
[0054]
Comparative Examples 1-22
Glass described in Examples of JP-A-07-97234 (Comparative Examples 1 to 9), Glass described in Examples of JP-A-05-270853 (Comparative Examples 10 to 11), JP-A 52-13320 Glasses (Comparative Examples 12 to 22) described in Examples of No. 1 were prepared, and the refractive index (nd), Abbe number (νd), yield point (Ts), and liquidus temperature (LT) of each glass were measured. . Devitrification was also observed. The results are shown in Tables 5-7.
[0055]
[Table 5]
Figure 0003907099
[0056]
[Table 6]
Figure 0003907099
[0057]
[Table 7]
Figure 0003907099
[0058]
Glasses (Comparative Examples 1 to 9) (Table 5) described in Examples of Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-97234 are Examples having a refractive index of 1.73 or less, and these have a yield point Ts exceeding 520 ° C. There are many characteristics. This is Li2It is presumed that the O content is from 0 to 0.5% by weight. Li2There is an example in which Ts is less than 520 ° C. even if O is in the range of 0 to 0.5 wt% (Comparative Examples 3, 5, and 7). In this case, GeO is expensive as a glass raw material.2There is a problem using. In the glass of these examples, GeO2Is made free (Comparative Examples 4, 6, 8), there is a problem that the liquidus temperature (LT) exceeds 900 ° C.
[0059]
Glasses (Comparative Examples 10 to 11) (Table 6) described in Examples of JP-A No. 05-270853 have a refractive index of 1.64 to 1.73, and the liquid phase temperature exceeds 900 ° C. in all cases. ing. These glasses also have Ts exceeding 520 ° C.
[0060]
Glasses (Comparative Examples 12 to 22) (Table 7) described in Examples of JP-A No. 52-133201 have a refractive index of 1.64 to 1.73, and Ts exceeds 520 ° C. Further, Li except for the glasses described in Examples 2 and 3 (Comparative Examples 13 and 14).2The fact that O is not contained is also considered to be a cause that Ts exceeds 520 ° C. Li2Even in the glasses of Examples 2 and 3 (Comparative Examples 13 and 14) containing O in an amount exceeding 0.5 wt%, Ts exceeds 520 ° C. and the liquidus temperature exceeds 900 ° C.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an optical glass in which both the yield point and the liquidus temperature are low, and no crystals, bubbles remain, striae, coloring, or deformation defects are not recognized. Therefore, by using this glass, it becomes possible to perform precision press molding at a relatively low temperature, and to prevent fusion between the press mold and the glass at the time of pressing. In addition, since there is no large heat load on the press machine, there is no risk of damage to the parts due to heat.
The optical glass of the present invention is excellent in devitrification resistance with a liquidus temperature of 900 ° C. or lower, and has a yield point of 520 ° C. or lower and has a characteristic that can be press-molded by heating in a relatively low temperature range. Can be made 540 ° C. or lower, and the stability of the glass during press molding is excellent.
Further, since the liquidus temperature is low, the glass is excellent in devitrification resistance, and crystallization of the glass can be prevented even when a precision press-molding material is formed from molten glass or in heating for press molding. Furthermore, it is possible to obtain a high-quality optical glass in which bubbles generated during melting of the glass do not remain in the glass and no striae, coloring, or deformation defects are observed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of an example of a precision press molding apparatus.

Claims (18)

重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、WO3を0〜35%、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%含有し、かつ上記成分の合計が80%以上であり、さらにTiO 2 を0〜5%含有する光学ガラス。Expressed in weight%, P 2 O 5 is more than 32% and 45% or less, Li 2 O is more than 0.5% and less than 6%, Na 2 O is more than 5% and less than 22%, Nb 2 O 5 the 6 to 30% B 2 O 3 and 0.5 to 10% WO 3 and 0 to 35% K 2 O and 0 to 14%, a Na 2 O + K 2 O containing 10 to 24%, and the Ri der total 80 percent or more of the ingredients, optical glass containing further TiO 2 0 to 5%. 重量%で表示して、前記P25含有量が32%を超え40%以下、前記Li2O含有量が1〜4%、前記Na2O含有量が10〜19%、前記Nb25含有量が10%〜28%、前記B23含有量が1〜5%、前記K2O含有量が0〜8%、前記Na2O+K2O含有量が12〜22%であり、かつ上記成分の合計が80%以上である請求項1に記載の光学ガラス。Expressed in weight%, the P 2 O 5 content is more than 32% and 40% or less, the Li 2 O content is 1 to 4%, the Na 2 O content is 10 to 19%, the Nb 2 The O 5 content is 10% to 28%, the B 2 O 3 content is 1 to 5%, the K 2 O content is 0 to 8%, and the Na 2 O + K 2 O content is 12 to 22%. The optical glass according to claim 1, wherein the total amount of the components is 80% or more. 前記Na2O含有量が12〜17%、前記Nb25含有量が15〜26%、前記K2O含有量が0〜4%、前記Na2O+K2O含有量が14〜19%、前記WO 3 含有量が0〜18%である請求項2に記載の光学ガラス。The Na 2 O content is 12 to 17%, the Nb 2 O 5 content is 15 to 26%, the K 2 O content is 0 to 4%, and the Na 2 O + K 2 O content is 14 to 19%. The optical glass according to claim 2, wherein the WO 3 content is 0 to 18% . 重量%で表示して、SiO2を0〜2%、Al23を0〜5%、ZnOを0〜15%、BaOを0〜12%、Sb23を0%以上1%未満、SnO2を0〜1%さらに含有し、かつ上記成分及び請求項1〜3のいずれか1項に記載の成分の合計が95%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学ガラス。Expressed in weight percent, SiO 2 is 0-2%, Al 2 O 3 is 0-5%, ZnO is 0-15%, BaO is 0-12%, Sb 2 O 3 is 0% or more and less than 1%. the SnO 2 containing further 0 to 1%, and the components and according to any one of claims 1 to 3 the sum of the components described is 95% or more to any one of claims 1 to 3 Optical glass. 重量%で表示して、Alを0〜3%、ZnOを0〜9%さらに含有し、かつ上記成分及び請求項1〜4のいずれか1項に記載の成分の合計が95重量%以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学ガラス。Expressed in weight%, Al 2 O 3 is further contained in an amount of 0 to 3%, ZnO is further contained in an amount of 0 to 9%. % Or more of the optical glass according to claim 1. 前記SiO2含有量が0〜1%である請求項4または5に記載の光学ガラス。The optical glass according to claim 4, wherein the SiO 2 content is 0 to 1%. 前記SiO2含有量が0%以上0.5%未満、前記ZnO含有量が0〜5%であり、上記成分及び請求項1〜6のいずれか1項に記載の成分の合計が98%以上である請求項5または6に記載の光学ガラス。The SiO 2 content is 0% or more and less than 0.5%, the ZnO content is 0 to 5%, and the total of the above components and the components according to any one of claims 1 to 6 is 98% or more. The optical glass according to claim 5 or 6. 前記WO3 含有量が3〜15%である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学ガラス。The optical glass according to claim 1, wherein the content of WO 3 is 3 to 15%. 重量%で表示して、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、Nb25を6〜30%、P2532%を超え45%以下、TiO 2 を0〜5%含有するリン酸塩ガラスであって、屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。Expressed in weight%, Li 2 O exceeds 0.5% and 6% or less, Na 2 O exceeds 5% and 22% or less, K 2 O ranges from 0 to 14%, and Na 2 O + K 2 O ranges from 10 to 10%. A phosphate glass containing 24%, Nb 2 O 5 of 6 to 30%, P 2 O 5 of more than 32% to 45% or less and TiO 2 of 0 to 5% , having a refractive index (nd) of 1 Optical glass having .64 to 1.72, Abbe number (νd) of 29 to 36, and yield point (Ts) of 520 ° C. or lower. 重量%で表示して、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、Nb25を6〜30%、 2 5 を32%を超え45%以下、WO3を0〜35%、Al23を0〜5%、TiO2を0%以上5%以下含むリン酸塩ガラスであって、かつ屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。Expressed in weight%, Li 2 O exceeds 0.5% and 6% or less, Na 2 O exceeds 5% and 22% or less, K 2 O ranges from 0 to 14%, and Na 2 O + K 2 O ranges from 10 to 10%. 24%, Nb 2 O 5 6-30%, P 2 O 5 more than 32% and 45% or less, WO 3 0-35%, Al 2 O 3 0-5%, TiO 2 0% or more An optical glass having a phosphate glass containing 5% or less , a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, and a yield point (Ts) of 520 ° C. or less. . 重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、WO3を0〜35%、K2Oを0〜14%、Na2O+K2Oを10〜24%、SiO2を0〜2%、Al23を0〜5%、TiO2を0%以上5%以下、ZnOを0〜15%、BaOを0〜12%、Sb23を0%以上1%未満、SnO2を0〜1%含有し、上記成分の含有量の合計が95%以上であり、かつ屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下である光学ガラス。Expressed in weight%, P 2 O 5 is more than 32% and 45% or less, Li 2 O is more than 0.5% and less than 6%, Na 2 O is more than 5% and less than 22%, Nb 2 O 5 6-30%, B 2 O 3 0.5-10%, WO 3 0-35%, K 2 O 0-14%, Na 2 O + K 2 O 10-24%, SiO 2 0 to 2%, the Al 2 O 3 0 to 5%, of TiO 2 less than 5% 0% the ZnO 0 to 15%, 0 to 12% of BaO, and Sb 2 O 3 less than 1% 0% or more, It contains 0 to 1% of SnO 2 , the total content of the above components is 95% or more, the refractive index (nd) is 1.64 to 1.72, the Abbe number (νd) is 29 to 36, An optical glass having a point (Ts) of 520 ° C. or lower. 重量%で表示して、P25を32%を超え45%以下、Li2Oを0.5%を超え6%以下、Na2Oを5%を超え22%以下、Nb25を6〜30%、B23を0.5〜10%、TiO 2 を0〜5%含有し、かつ任意成分であるSiO2の含有量は2重量%以下であるリン酸ガラスであって、屈折率(nd)が1.64〜1.72、アッベ数(νd)が29〜36、屈伏点(Ts)が520℃以下、液相温度(LT)が900℃以下である光学ガラス。Expressed in weight%, P 2 O 5 is more than 32% and 45% or less, Li 2 O is more than 0.5% and less than 6%, Na 2 O is more than 5% and less than 22%, Nb 2 O 5 6 to 30%, B 2 O 3 0.5 to 10% , TiO 2 0 to 5% , and the content of SiO 2 as an optional component is 2% by weight or less. An optical glass having a refractive index (nd) of 1.64 to 1.72, an Abbe number (νd) of 29 to 36, a yield point (Ts) of 520 ° C. or lower, and a liquidus temperature (LT) of 900 ° C. or lower. . 重量%で表示して、MgOを0〜5%、CaOを0〜5%、SrOを0〜5%、La23を0〜3%、Y23を0〜3%、Gd23を0〜3%、ZrO2を0〜3%、As23を0%以上1%未満、Ta25を0〜3%、In23を0〜3%、TeO2を0〜3%、Bi23を0〜3%、GeO2を0〜1%さらに含有し、上記成分及び請求項1〜12のいずれか1項に記載の成分の合計が99%以上である請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学ガラス。In% by weight, the MgO 0 to 5%, the CaO 0 to 5%, 0 to 5% of SrO, La 2 O 3 and 0 to 3%, Y 2 O 3 and 0 to 3%, Gd 2 0 to 3% for O 3 , 0 to 3% for ZrO 2 , 0% to less than 1% for As 2 O 3 , 0 to 3% for Ta 2 O 5 , 0 to 3% for In 2 O 3 , TeO 2 0 to 3%, Bi 2 O 3 to 0 to 3%, GeO 2 to 0 to 1%, and the total of the above components and the components according to any one of claims 1 to 12 is 99% or more. The optical glass according to any one of claims 1 to 12 . 請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学ガラスよりなる光学部品。Optical components made of optical glass according to any one of claims 1 to 13. 精密プレス成形用である請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学ガラス。The optical glass according to any one of claims 1 to 13 , which is used for precision press molding. 請求項15の光学ガラスを、予備成形してなるガラスプリフォーム。A glass preform obtained by preforming the optical glass of claim 15 . 請求項16のガラスプリフォームを用いて、リヒートプレス成形により得られたガラス光学部品。A glass optical component obtained by reheat press molding using the glass preform of claim 16 . 請求項1〜13及び15のいずれか1項に記載の光学ガラスをプレス成形してなる光学部品。The optical component formed by press-molding the optical glass of any one of Claims 1-13 and 15 .
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